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基于视觉测量的喷油器底座自动检测设备

作　者: 刘承宇
导　师: 曲兴华
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 视觉检测孔径测量喷油器底座自动控制
分类号: U468.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

汽车油路中的发动机喷油器底座呈碗形,内壁表面是强反射表面,碗口处与圆倒角相连,底部与碗底的曲面连接。喷油器底座是汽车油路中的重要部件之一,该类零件应用于与柱形零件进行精密配合焊接装配,所以对零件的内径尺寸的精度要求较高。本文针对喷油器底座内径检测的特点,研制了一台基于图像测量技术的内径自动检测设备。通过背向照明的可调式均匀散射光源,利用VC++6.0与MATLAB混合编程实现有关图像的处理算法,并配以三菱FX1N-24MT可编程控制器对工件进行全自动化控制检测,实现高精度,快度,准确地测量分选功能,提高生产效率。本文各章节的主要内容如下:第一章首先阐述机器视觉检测技术的研究背景和意义,然后在介绍机器视觉技术的发展应用现状,并简要的介绍了应用机器视觉技术测量喷油嘴底座的基本原理和方法以及本文的研究目的和主要工作。第二章对喷油器底座自动检测设备的设计、基本组成结构及其检测过程进行分析和介绍,并对系统的软件模块化设计和功能进行简要的介绍。第三章对喷油器底座自动检测设备所运用到的照明技术、图像处理的算法及PLC控制技术等关键环节,进行详细的分析和介绍。第四章从现场的实验及实际应用的情况出发,介绍喷油器底座自动检测设备的改进措施及功能实现的效果,加强了系统面对各种可能出现的故障时的自动报警及排除能力。结果证明,该设备可以对喷油器底座工件进行测量及分选,检测速度达到每秒1件,检测精度达到? 5 ?m。第五章对全文工作进行总结,并在本文研究的基础上,对进一步的研究提出设想。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 视觉检测技术概述  8-14
    1.1.1 视觉检测技术及其国内外研究现状  9-10
    1.1.2 视觉检测技术的应用  10-13
    1.1.3 视觉检测技术的发展趋势  13-14
  1.2 汽车喷油器底座内径检测的需求及现状  14-15
  1.3 运用视觉技术测量喷油嘴底座的基本原理  15-16
  1.4 论文的主要工作  16-18
第二章喷油器内径检测设备的总体设计  18-34
  2.1 检测系统的组成和基本工作过程  18-19
  2.2 控制执行系统的设计及工作过程  19-25
    2.2.1 适应现场的工业用计算机  19-20
    2.2.2 震动上料装置  20-21
    2.2.3 步进电机及控制转盘  21-22
    2.2.4 下料分选装置  22-23
    2.2.5 可编程控制器及IO 卡的选择  23-25
  2.3 图像采集系统设计  25-29
    2.3.1 光源的选取  25-27
    2.3.2 摄像机及配套镜头  27-28
    2.3.3 图像采集卡  28-29
  2.4 软件系统的设计  29-33
    2.4.1 软件系统的模块化设计  29-30
    2.4.2 主程序的界面及流程图  30-31
    2.4.3 软件的辅助功能  31-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章视觉检测设备中关键技术的研究与应用  34-50
  3.1 视觉系统中照明技术的研究  34-39
    3.1.1 光源的基本特性  34-35
    3.1.2 照明方式的研究与比较  35-37
    3.1.3 照明光源及其驱动电路  37-39
  3.2 图像处理技术的研究  39-45
    3.2.1 标定  39-41
    3.2.2 图像采集  41-42
    3.2.3 图像处理  42-45
  3.3 相关的PLC 编程设计  45-48
    3.3.1 控制系统的逻辑时序图  46-47
    3.3.2 控制系统的顺序功能图  47-48
  3.4 I/O 卡编程设计  48-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章实验设计及现场应用分析  50-60
  4.1 设备的改进  50-52
    4.1.1 抗干扰措施  50
    4.1.2 机构的辅助配件  50-52
  4.2 现场实验与结果分析  52-57
    4.2.1 多工件测量分选评定实验  52-54
    4.2.2 测量准确度实验  54
    4.2.3 测量可靠性试验  54-56
    4.2.4 分选准确性实验  56-57
  4.3 精度及误差分析  57-59
    4.3.1 修正误差  57-58
    4.3.2 摄像机定位误差  58
    4.3.3 标定误差  58
    4.3.4 图像干扰误差及像素算法误差  58-59
    4.3.5 误差合成  59
  4.4 本章小结  59-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-65
发表论文和科研情况说明  65-66
致谢  66

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